Слоистый пластик и способ изготовления материала пластины

 

Изобретение относится к слоистым пластикам, способу изготовления несущей платы для печатных схем, печатной плате и мультичиповому модулю. Изготовление неэлектропроводного (диэлектрического) слоя, армированного однонаправлено ориентированными волокнами, которые не становятся текучими, производят в течение следующих этапов: нанесение клеящего покрытия на хотя бы часть упомянутого однонаправленного слоя с одной или обеих сторон, укладывание в стопу слоев, имеющих любое соотношение частей с клеящим покрытием, так, чтобы имелся хотя бы один слой связующего между каждой парой слоев, имеющих практически то же количество материала равной толщины и одинакового состава, расположенных в практически перпендикулярно пересекающихся направлениях ориентации, соединение уложенных в стопу UD-слоев посредством активирования связующих слоев. Изобретение позволяет создать материал для пластин с низким термическим коэффициентом, низкой стоимостью и низкими междуслойными напряжениями, что повышает прочность. 6 с. и 13 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к материалу пластины для печатных плат (плат с печатным монтажом) PWB в виде слоистого пластика, приспособленного для использования в качестве несущей платы печатной схемы и содержащей слои неэлектропроводного матричного материала, армированного однонаправленно (UD), ориентированными волокнами. Изобретение также относится к способу изготовления таких плат.

Предшествующий уровень техники.

Такие материалы пластины известны из патента США 4943334, в котором описаны подложки PWB, изготовленные способом, включающим намотку армирующих волокон вокруг квадратного плоского сердечника для формирования нескольких слоев нитей, пересекающихся под углом 90o. Материалы, полученные таким способом, обладают тем преимуществом, что имеют низкий коэффициент теплового расширения. Недостатком является то, что из-за анизотропии армированных слоев, могут иметь место относительно высокие междуслойные напряжения. Эти напряжения опасны тем, что они ведут к расслоению или так называемым поперечным трещинам, образующимся в слоистом пластике.

Более просто изготавливаемый слоистый пластик описан в патенте Франции 1229208. Этот слоистый пластик содержит жесткие композитные слои попеременно с клеящими слоями. В качестве композитного материала использовался картон, импрегированный фенольной смолой. В качестве клеящего материала использовался клеящий материал на основе кремнийорганического каучука. Специалисту в этой области сразу понятно, что описанный слоистый пластик не соответствует современным стандартам.

Современные стандартные материалы пластин для печатных плат в основном изготавливают способом, описанным, например C.F. Coombs, Jr's Primted Cireuits Handbook (Mc Craw Hill), который включает следующие этапы.

- Плетеные стеклянные волокна импрегнируют раствором эпоксидной смолы в МЕК.

- Затем растворитель испаряют и смолу частично отверждают в так называемую B-стадию.

- Полученный препрег разрезают на отрезки и укладывают в стопу между двумя слоями медной фольги.

- Этот пакет отверждают под давлением при повышенной температуре в прессе.

- Облицовывают слоистый пластик медью по обеим сторонам и затем из полученного таким образом слоистого пластика образуют печатную плату путем травления.

Хотя изготовленный таким образом материал отвечает современным стандартам, он обладает отдельными недостатками, например: - неодинаковое и часто слишком высокое термическое расширение в плоскости слоистого пластика; - высокий коэффициент расширения в Z-направлении; - очень грубая поверхность вследствие структуры ткани; - высокая стоимость материалов вследствие высокой стоимости тканей.

Кроме того, способ неблагоприятен для окружения, поскольку применяются очень вредные растворители, например, МЕК и ДМГ. Еще одним недостатком способа является необходимость большого числа трудоемких технологических приемов.

Была предпринята попытка исключить вышеупомянутые недостатки путем использования двухзонного пресса вместо многогнездового пресса. Такой способ известен, между прочим, из EP-0215392 B1. Преимуществами этого известного способа являются меньшее изменение качества изделия и более низкая стоимость продукции. Тем не менее, этот способ также имеет множество недостатков, например, неодинаковое расширение в X и Y направлениях и низкое качество поверхности.

В патенте США 4587161 описан способ изготовления печатных плат, в котором подложка состоит из смеси эпоксидной смолы и ненасыщенной полиэфирной смолы, армированной стеклотканью или рогожкой с беспорядочно ориентированными стеклянными волокнами. Среди преимуществ, присущих этому способу, находятся низкая стоимость и множество улучшенных свойств, включая низкую диэлектрическую постоянную. Недостатком этого способа, однако, является то, что коэффициент его термического расширения значительно выше уровня, требуемого в настоящее время для электронной промышленности.

Для удовлетворения требования более низких коэффициентов расширения были разработаны подложки на основе полимеров с более высокими температурами превращения стекловолокна. Таким образом было достигнуто общее снижение термического расширения в температурном интервале от комнатной температуры до температуры пайки, обычно от 20 - 280oC. Альтернативный подход к проблеме избыточного термического расширения заключается в замене E-стекловолокна армированными материалами, имеющими более низкий коэффициент расширения, например, S-стекловолокном, D-стекловолокном, кварцем, двуокисью кремния (стеклом силекс), и между прочими арамидами, например, Twaron. Принципиальным недостатком этих двух подходов остается высокая стоимость таких сырьевых материалов.

В патенте EP 374319 описана PWB, содержащая структуру из поперечных слоев арамидной ленты, внедренной в материал матрицы. Структуру получают путем предварительного отверждения армированной UD слоями ленты в так называемую B-стадию, поперечного укладывания в стопу слоев, пакетирование их вместе со слоями медной фольги и затем отверждения всего блока. Недостатком использования арамидной ленты является высокий коэффициент расширения (ТСЕ) по всей толщине слоистого пластика. Описанная технология образования стопы (пакетирования) препрегов - B-стадии невыгодна при использовании UD волокон, так как препреги под давлением становятся текучими, что приводит к дезориентированию волокон во время получения слоистого пластика. У полученных слоистых пластиков, в сущности, отсутствует необходимая плоскостность (продольно-тангенциальное винтообразное коробление).

В патенте EP 309982 материал пластины, пригодный для PWB, изготовлен из стопок поперечно уложенных препрегов, соединенных посредством отверждения, при этом препреги содержат UD ориентированные кристаллические керамические волокна. О недостатках использования материалов B-стадии упоминалось выше. Далее описываются сравнительно недорогие материалы и требующих недорогих алмазных резцов для сверления отверстий.

В основу изобретения положена задача создать материал пластины для PWB, не имеющий вышеперечисленных недостатков известных базовых материалов. Кроме того, другой задачей, положенной в основу настоящего изобретения, является создание материала для пластин, имеющего преимущество в комбинации низкого термического коэффициента и относительно низкой стоимости производства. Еще одной задачей, положенной в основу настоящего изобретения, является создание материала, в котором междуслойные напряжения достаточно низкие для того, чтобы избежать значительного расслоения или поперечных трещин.

Поставленная задача решается тем, что согласно изобретению в известном слоистом пластике, типа вышеупомянутых пластиков, слои клеящего материала присутствуют, по крайней мере, между каждой парой слоев UD-армированного материчного материала, имеющих различные направления ориентации.

Как установлено выше, слоистый пластик согласно изобретению приспособлен для использования в качестве материала пластин для PWB. Это, в основном, означает, что он может служить в качестве плоской подложки, на поверхности которой может быть либо предусмотрен проводящий материала, например, медь, либо выполнено каталитическое химическое нанесение металла. Материал может использоваться как для односторонних, так и для двусторонних печатных плат, но наиболее пригоден он для многослойных патентных плат, известных как мультислои. Кроме того, для наибольшей пригодности в качестве материала пластины для PWB, слоистый пластик по изобретению является ортотропическим.

Варианты наилучшего осуществления изобретения.

Для армирования (усиления) слоев композитного материала могут быть использованы любые волокна или нитевидные материалы. Примером таких материалов являются стекловолокно марки A, стекловолокно марки AR, стекловолокно марки C, стекловолокно марки D, стекловолокно марки E, стекловолокно марки R, стекловолокно марки S1, стекловолокно марки S2 и другие подходящие типы стекловолокна, двуокись кремния, кварцы и полимеры, например, полиэтилен терефталат (РЕГР), полиэтилен-2,6, нафтален-дикарбоксилат (PEN), жидкие кристаллические полимеры, например, парафенилен терефталамид (PPDT), полибензотиазол (PBT), полибензоксазол (PBO), полибензимидазол (PBI) и керамические волокнистые материалы, например, окись алюминия и карбид кремния (карборунд). Предпочтительными являются стекловолокно марки E, стекловолокно марки D, стекловолокно марки R или Twaron или Kevlar арамидные волокна.

Приемлемыми матричными материалами являются термореактивные материалы на основе эпоксидной смолы (EP), ненасыщенной полиэфирной смолы (UP), полиуретан (PU), винилоэфирная смола (VE), полиимид (P1), бис-цитраконовый имид (BC1) бис-малеимид (БМ1) цианатэфиры, полибутилен, кремнийорганические соединения BM1 - триазин-эпоксидные смолы, триазины, акрилаты, фенольные смолы и термопластичные материалы, например, полифенилен оксид (PPO), полиэфир сульфон (PES), полисульфон (PSU), полиарилат (PAP), полиэфир имид (PE1), полиэфир эфир кетон (PЕEK), полиэфир кетон (PEK), полиамид имид (PA1), полифенилен сульфид (PPSU), политетрафторэтилен (PTFE), терафтор-этилен-гексафторпропилен сополимер (FEP) и другие полимеры, стойкие к повышенной температуре, например, высококроматические полиэфиры, термопластичные арамиды и P1 и смеси вышеупомянутых полимеров. Полезно включать в состав соединения, препятствующие или замедляющие воспламенение матричного материала, например, фосфор- или галоген (не обязательно, бром), содержащие соединения, например, бисфенол-A. Предпочтительными матричными материалами являются эпоксидные смолы, смеси эпоксидной смолы и ненасыщенного полиэфира и цианатэфиры. Предпочтительными эпоксидными смолами являются бисфенольная-A, эпоксидные смолы, фенол-новолаковые смолы, крезол-новолаковые смолы и их смеси, предпочтительно также вводить в состав тетрабромобисфенол-A для замедления воспламенения.

Кроме того, обнаружено, что выгодно использовать быстротвердеющую смолу в качестве матричного материала, в особенности смолу, не обладающую значительной устойчивостью при хранении при комнатной температуре. Специалистам хорошо известны такие быстротвердеющие системы смол.

Предпочтительным примером таких систем является смесь диглицидного эфира бисфенола-A, имеющего эпоксидный весовой эквивалент (EEW) около 190, диглицидного эфира тетрабромобисфенола-A с EE около 400 и алициклического диамина.

Матрица может содержать добавки, многие из которых обычны, например, катализаторы (включая катализаторы для стимулирования роста проводящего материала), наполнители, например, кварцевый порошок для уменьшения термического расширения, ингибиторы, замедлители воспламенения, например, соединения галогенов, и другие добавки, способные вызывать позитивное воздействие на подложку и в процессе обработки. Матрица может быть сделана каталитической для химического осаждения меди, например, включающей благородные металлы или соединения благородных металлов, особенно, палладий.

Содержание волокна в матрице, в основном, составляет около 10 - 90 об.% и предпочтительнее от порядка 40 до порядка 70 об.%. Самой удовлетворительной является объемная фракция волокна, составляющая примерно 50 об.%.

Клеящий материал, содержащийся в слоях UD-армированными слоями различных направлений ориентации, может быть таким же или отличаться от материала матрицы. Следовательно, материал клеящего слоя предпочтительно выбирается из следующей группы материалов.

Термореактивные материалы, например, EP, UP, PU, VE, P1, BC1, BM1, цианатэфиры, полибутилен, силиконы, BT-эпоксидные смолы, триазины, акрилаты, и фенольные смолы, и термопластичные материалы, например, PPO, PES, PSU, PAP, PEI, PEEK, PEK, PEKK, PPO, PA1, PPSU, PTFE, FEP, PFA и другие полимеры, стойкие к повышенной температуре, например, ароматические высокополимеры, термопластичные арамиды, и P1 и смеси упомянутых полимеров.

Хотя вследствие их различной истории клеящие смолы, в основном, аналитически идентифицируются как раздельные слои, обнаружено, что достигается превосходное склеивание, если клеящий материал подобен матричному материалу. Клей, предпочтительно, в соединении с предпочтительно быстротвердеющей эпоксидной смолой, является смесью сходных ингредиентов с фенольным новолаком в качестве добавочного компонента.

Клеящий слой может также содержать добавки, например, катализаторы, наполнители, ингибиторы, тиксотропные агенты и промоторы адгезии.

Предпочтительным является слоистый пластик, имеющий преимущественно низкий коэффициент термического расширения (TCE), получаемый путем быстрого отверждения уложенной в стопу структуры из нетекучих UD-армированных слоев и клеящих слоев при низком давлении. Конкретнее, слоистый пластик, полученный таким образом, имеет TCE около 8 ppm/oC в X и Y направлениях и около 16 ppm/oC в Z направлении. Это особенно полезно, если из этого слоистого пластика должны быть приготовлены мультичиповые (многокристальные модули).

Армированные слои, содержащиеся в слоистом пластике по изобретению, в основном, имеют толщину в интервале от 6 до 800 мм, предпочтительно, около 15 - 400 мм. Толщина клеящего слоя, в основном, составляет от 0,5 до 500 мм, предпочтительнее, от 1 до 50 мм. Наиболее приемлемая толщина клеящих слоев составляет примерно 5 мм.

Слоистый пластик по изобретению является симметричным, оптотропным, сбалансированным, с крестообразным расположением слоев слоистым пластиком. Предпочтительнее, чтобы UD-армированные слои были уложены в стопу так, чтобы они имели любую из следующих структур (0o и 90o обозначают ортогональные направления ориентации и (-) обозначает клеящий слой): 0o-90o-0o; 0o-90o-90o-0o; 0o-90o-0o-90o-0o; 0o-90o-90o-0o-0o-90o-90o-0o Следует отметить, что для того, чтобы 0o-90o-0o слоистый пластик был сбалансирован, толщина одного 90o слоя должна быть вдвое больше, чем 0o слоев. Как установлено выше, одним из преимуществ слоистого пластика по изобретению является относительно простой и дешевый процесс изготовления. В этом отношении изобретение также относится к способу изготовления такого слоистого пластика, включающего следующие этапы:
- изготовление неэлектропроводного синтетического слоя, армированного однонаправленно ориентированными волокнами, которые не становятся текучими в течение последующих этапов;
- нанесение клеящего покрытия с одной стороны или с двух сторон хотя бы части вышеупомянутого однонаправленного слоистого пластика;
- укладывание в стопу любого количества частично покрытых клеем слоистых пластиков таким образом, чтобы, по крайней мере один слой клея находился между каждой парой слоев и практически такое же количество материала равной толщины и одинакового состава располагалось в фактически перпендикулярно пересекающихся направлениях ориентации;
- скрепление уложенных в стопу UD-слоистых пластиков посредством активирования (отверждения) клеящих слоев.

Преимущества способа, согласно изобретению перед существующими технологиями заключаются в следующем.

Материал, полученный этим способом, может быть значительно менее дорогим, чем подложки на основе тканей.

Материал, полученный этим способом, имеет низкий коэффициент термического расширения, при этом он одинаковый во всех направлениях плоскости.

Междуслойные напряжения в материале, полученном этим способом, должны быть ниже, чем в материалах, в которых перекрещивающиеся слои образованы в один проход.

Хорошо очерченная толщина диэлектрического материала.

Пониженная неотделанность поверхности.

Существенным для способа согласно изобретению является то, что сначала изготавливают однонаправленные армированные волокнами слои смолы. Приготовление UD-армированных слоев хорошо известно специалистам и поэтому нет необходимости подробно останавливаться на этом.

Предпочтительный способ формирования UD-армированных слоев включает пропитку армирующих волокон слоя синтетической смолой при размотке ее со шпулярника и уплотнение их, предпочтительно, непрерывно. При использовании термореактивной матрицы такое уплотнение осуществляется посредством отверждения синтетической смолы, предпочтительно при повышенной температуре, или, скажем, под воздействием УФ-света, или при использовании микроволн. При использовании термопластичной матрицы, уплотнение осуществляется посредством охлаждения синтетического материала: ниже точки плавления в случае использования полукристаллических полимеров, и ниже точки перехода стекла для аморфных синтетических материалов. Полученные материал в такой форме еще не пригоден для использования в качестве подложки для печатных плат, так как поперечная прочность, т.е. прочность, перпендикулярная направлению волокон, очень низкая, и есть значительная разница между коэффициентом термического расширения материала, в направлении волокон и коэффициентом термического расширения в направлении, перпендикулярном волокнам.

Чтобы сделать возможным дальнейшее проведение технологии изготовления UD-слоистого пластика, на части материала должен быть предусмотрен клеящий слой, который может наносится сразу после затвердевания материала. Альтернативно клеящий слой может наноситься с перерывом после того, как UD-слоистый пластик отрезан или намотан, как на одну сторону, так и на обе стороны, он может даже отсутствовать полностью на части слоистого пластика. В качестве клеящего слоя могут использоваться различные материалы, предпочтительно с EP, PU и акрилатами. Так как некоторые типы клеев липкие при комнатной температуре, нежелательное слипание UD-слоистых пластиков исключают разделением слоистых пластиков разделительной фольгой или специальной разъединяющей бумагой. клеящий слой может наноситься либо из раствора или без растворителя, т.е. в жидком состоянии или посредством переноса в виде пленки или посредством горячей плавки. Может быть полезным предварительно отверждать клеящий слой до так называемой B-стадии перед дальнейшими этапами способа.

Слоистые пластики, с нанесенным клеящим слоем, могут затем укладываться в стопу, необязательно вместе с UD-слоистыми пластиками без клеящего слоя и также необязательно вместе со слоем медной фольги, с клеящим слоем или без него, для образования слоистой структуры. При таком процессе пакетирования следует принять во внимание, что в UD-слоистых пластиках, пакетируемых для образования отдельного слоистого пластика, скрещивающиеся слои должны иметь зеркальное отображение относительно плоскости симметрии в плоскости заполнителя для получения ортотропных свойств. Если этого нет, образованный слоистый пластик будет коробиться из-за внутренних напряжений.

Клей может быть нанесен либо на одну, либо на две стороны армированного слоя, так как UD-армированные слои, имеющие различные направления ориентации, чередуются с, по крайней мере одним клеящим слоем.

Вместе со слоями медной фольги, хотя необязательно без них, пакет уложенных скрещивающихся UD-слоистых материалов затем помещают в пресс, где под воздействием тепла и давления образуется слоистый пластик с перекрещенными слоями. Если в слоистых материалах используют термореактивную матрицу, температура в процессе формирования слоистого пластика с перекрещивающимися слоями должна быть выше температуры активации клеящего слоя, но ниже температуры деградации используемой термореактивной матрицы. В случае использования в UD-слоистых материалах термопластичной матрицы, температура обработки должна быть выше температуры активации клея, но ниже температуры стеклоперехода и температуры плавления, соответственно, при использовании аморфного термопласта или полукристаллического термопласта.

Хотя UD-слоистые пластики предпочтительно связывают в многогнездовых прессах, для такого использования также пригодны и другие прессы, например, двухзонные прессы. При использовании двухзонного пресса, один или более слоев слоистого материала размывают, предпочтительно, в направлении изготовления и соединяют на входе в двухзонный пресс со слоями UD-слоистого материала, которые расположены таким образом, что принципиальное направление волокон находится под углом 90o к направлению изготовления, так что эти расположенные под углом 90o слоистые материалы образуют фактически непрерывную полосу. Кроме того, конструкция такова, что между каждой парой соединяемых слоев находится, по крайней мере один слой клея. Когда они проходят через двухзонный пресс, клеящие слои активируются или отверждаются посредством увеличения температуры. Кроме обработки в тигельной печатной машине или обработки в многогнездовом прессе или обработки в двухзонном прессе, можно изготавливать слоистые пластики с перекрестными слоями в автоклаве, в вакуумной камере для вулканизации, пресс-клаве, в многогнездовом пресс-клаве и комбинации двух или более вышеупомянутых, или в любых других подходящих аппаратах.

Далее следует описание дополнительных вариантов способа согласно изобретению.

При использовании для пропитки UD-армированных слоев смолы на основе растворителя (раствора смолы) способ изобретения преимущественно предусматривает "одновременное" (в один этап on line) испарение упомянутого растворителя (т. е. без дополнительных этапов процесса). Пропитка также доводится до конца "одновременно" (on-line), особенно при использовании горячего расплава смолы, не содержащего растворителя. В другом варианте пропитка (из раствора или при использовании горячего расплава) доводится до конца "неодновременно" (off-line), если соответственно включает удаление растворителя и возможно предотверждение.

Армирующие волокна могут быть очищены непосредственно перед пропиткой, используя, например, способ очистки нагревом. Если нужно, после очистки и перед пропиткой можно нанести клей или промотор адгезии. Все этапы предпочтительно проводятся одновременно.

В дополнение к облицовке матрицы материалом, пригодным для аддитивного металлического покрытия (например, химического нанесения медного покрытия) на слоистый материал может быть нанесено катализированное покрытие для аддитивного покрывания металлом. Такие покрытия, обычно гуммированные, известны специалистам и в основном упоминаются как "аддитивные связующие" (хотя первоначальное промотированное сцепление меди лучше, чем клея). Важным преимуществом способа изобретения является то, что он позволяет "одновременное" применение аддитивного связующего, предпочтительно, по существу, одновременно с пакетированием UD-армированных слоев. Для примеров аддитивных связующих можно сослаться на вышеупомянутый Printed Circuits Hand-book, глава 13.

Для того чтобы соединить электропроводные слои с одной или обеими наружными поверхностями слоистого пластика, на одной или на обеих этих поверхностях может быть предусмотрен клеящий слой, с толщиной обычно в интервале от 2 до 70 мм, предпочтительно приблизительно 20 или 35 мм обычно используют два типа, 0,5 или 1 унция на кв. дюйм, 1 унция = 28,35 г, 1 кв. дюйм = 6,4516 см2). Также возможно, чтобы слоистый пластик имел на одной наружной стороне и клеящий слой на другой.

Слоистые пластики согласно изобретению в высшей степени пригодны для несущих плат печатных схем. В частности, пластики могут выгодно использоваться в многослойных PWB. Слоистые пластики также пригодны для использования в качестве гибкой платы или слоистого материала, и в жестко-гибких слоистых пластиках. Предпочтительно, ориентация наружных UD-армированных слоев в такой гибкой плате (или в гибкой части жестко-гибкого слоистого пластика) параллельна требуемому направлению изгиба.

Изобретение также делает возможным относительно дешевое приготовление PWB с тонким заполнителем. Они обычно приготавливаются из подложек, армированных тонкими тканями. Например, подложка со 100 мм тонким заполнителем обычно готовится из смолы, армированной двумя слоями Style 108 плетеной стеклоткани с поверхностным весом 1,4 унц./кв. дюйм. Тонкая ткань типа Style 108 сплетена из 5,5 текс стеклянной нити, которая примерно в 20 раз дороже, чем 136 текс ровница. Согласно изобретению слоистый пластик получают из этой сравнительно дешевой 136 текс ровницы. Следует отметить, что армированные тканью подложки PWB могут различаться на основе фактора толщины (Т-фактор), Т определяется как отношение толщины подложки к среднему титру используемой нити (B текс). Согласно изобретению слоистый пластик имеет Т-фактор меньше чем 5,5. Это преимущество связано со способом, описанным выше, так как высокая степень распределения волокон достигнута благодаря тому факту, что в начальной стадии были сформированы UD-армированные слои, это распределение волокон также остается благодаря по крайней мере частичному отверждению UD-армированных волокон.

Известные платы армированы 2 слоями стеклоткани Style 108, имеющей Т-фактор (100/5,6) = 18,8 мм (текс). Платы согласно изобретению могут быть приготовлены с Т-фактором, приведенным в следующих примерах.

- 100 мм слоистый пластик, армированный 3UD-слоями (0o-90o-0o) стекловолокна марки E 136 текс, имеет Т-фактор (100/136) = 0,73 мм (текс). 200 мм слоистый пластик, содержащий двумя UD-армированными слоями толщиной 50 мм (армированных стекловолокном марки E 136 текс) и один UD-армированный слой с толщиной 100 (арматура - стекловолокно марки E 300 текс). Средний титр был 218 текс, Т-фактор равен 200 (218 = 0,92 мм) текс.

- 800 мм слоистый пластик, содержащий 3 UD-армированных слоя (0o : 200 мм 90o : 400 мм - 0o : 200 мм) арматура - стекловолокно марки E 300 текс, имеет Т-фактор 800/300 = 2,7 мм/текс.

Далее изобретение иллюстрируется одним ограничивающим примером.

Пример. Материал пластины для печатной платы согласно изобретению, особенно пригодный для использования в многослойных печатных платах, был приготовлен следующим образом.

Из шпулярника непрерывные пряди стекловолокна марки E типа EC-11-136-1383 подаются в распределяющее устройство для формирования тонкого плоского листа однонаправленных (UD) нитей стекловолокна марки E. Этот лист параллельно ориентированных нитей транспортируется в импрегнатор, где пряди пропитываются смесью смолы, состоящей из
около 100 частей по весу E - 828E
около 73 частей по весу E - 5050
около 30 частей по весу E - Изофорон диамина
Лист содержит 300 прядей стекловолокна марки E и имеет толщину 630 мм.

Лист с пропитанными нитями затем подается вместе с медной фольгой в непрерывный ленточный пресс, где смола отверждается при температуре 200oC и давлении 2 бар.

Лист смолы, армированный UD-волокнами, имеет толщину 50 мм и объемную фракцию волокон 0,5 на выходе из этого непрерывного ленточного пресса. Лист потом покрывается с одной стороны эпоксидным клеем, содержащим:
Epikote - 828E
Epikote - 155
Epikote - 5050
Комплекс бортрифторид-моноэтиламин.

Толщина этого клея равна 5 мм. клеящая пленка предотвержена для увеличения tg до Tg 30oC.

Непрерывный лист с медным и клеящим покрытиями разрезают на квадраты с размерами 630 630 мм и хранят до последующего использования.

Используя такой же процесс и такие же материалы, за исключением медной фольги, изготавливают лист смолы, армированный UD-волокнами, толщиной 100 мм с применением прядей стекловолокна 600 ЕС-11-136-1383. Такой непрерывный лист разрезают до размера 630 630 мм.

Покрытые медью UD-слои (x) толщиной 50 мм укладывают в стопу с непокрытым UD-слоем (y) толщиной 100 мм в следующем порядке: X-Y-X, при этом направление волокон Y-слоя ориентировано под углом 90o относительно волокон X-слоев. Стопу помещают в нагретую тигельную печатную машину, где клеящие слои отверждаются при температуре 180oC и давлении 15 бар. После того, как ламинат охладился в прессе, он может быть разрезан до необходимого размера, после чего он готов для дальнейшей обработки в многослойные печатные платы.


Формула изобретения

1. Слоистый пластик, предназначенный для использования в качестве несущей платы для печатной схемы, содержащий слои диэлектрического матричного материала, армированного однонаправленно (UD) ориентированными волокнами, при этом упомянутые слои уложены в стопу в различных направлениях ориентации при зеркальном отображении относительно плоскости симметрии, отличающийся тем, что по меньшей мере между каждой парой слоев армированного однонаправленно (UD) матричного диэлектрического материала, имеющих различные направления ориентации, имеется слой связующего материала.

2. Пластик по п.1, отличающийся тем, что армированные однонаправленно (UD) слои ортогональных направлений ориентации 0o и 90o укладывают в стопу так, чтобы получить структуру, выбранную из группы, состоящей из 0o - 90o - 0o; 0o - 90o - 90o - 0o; 0o - 90o - 0o - 90o - 0o; 0o - 90o - 90o - 0o - 90o - 90o - 0o.

3. Пластик по п.1 или 2, отличающийся тем, что матричный диэлектрический материал является эпоксидной смолой.

4. Пластик по п.3, отличающийся тем, что эпоксидная смола является быстротвердеющей эпоксидной смолой.

5. Пластик по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что армирующими волокнами является стекловолокно марки Е.

6. Пластик по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что слой связующего материала является эпоксидной смолой.

7. Пластик по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что однонаправленно армированные слои имеют толщину в интервале 15 - 400 мкм, и слои связующего материала имеют толщину в интервале 1 - 50 мкм.

8. Пластик по любому из пп.1 - 7, отличающийся тем, что матричный диэлектрический материал является каталитически активным для аддитивного покрытия.

9. Пластик по п.8, отличающийся тем, что по меньшей мере одна его поверхность содержит слой гуммированного покрытия, которое каталитически активно для аддитивного покрытия.

10. Пластик по п.1. отличающийся тем, что при его толщине X мкм и использовании однонаправленно ориентированных волокон с титром Yтекс, фактор толщины слоистого пластика T = X/Y выбран ниже 5,5 мкм/текс.

11. Способ изготовления материала пластины для печатных плат, отличающийся тем, что изготавливают один диэлектрический синтетический слой, армированный однонаправленно ориентированными волокнами, и отверждают его, после отверждения наносят одно- или двустороннее клеящее покрытие на по меньшей мере части упомянутого однонаправленного слоя, укладывают в стопу слои по меньшей мере с частичным клеящим покрытием так, чтобы имелся по меньшей мере один слой клеящего между каждой парой армированных однонаправленных (UD) слоев, имеющих различные направления ориентации и практически равной толщины и одинакового состава, расположенных в фактически перпендикулярно пересекающихся направлениях ориентации, соединяют активированием уложенные в стопу армированные однонаправленные ориентированными волокнами слои.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что соединение уложенных в стопу упомянутых слоев проводят, по существу, одновременно с наслоением электропроводящего слоя по меньшей мере на одной наружной поверхности уложенного в стопу слоистого пластика с армированными и однонаправленными (UD) слоями.

13. Способ по п.11, отличающийся тем, что каталитическое покрытие для аддитивного покрытия наслаивают одновременно с армированными однонаправленными (UD) слоями.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что нанесение покрытия проводят одновременно с укладыванием в стопу армированных однонаправленных (UD) слоев.

15. Печатная плата, являющаяся либо одинарной печатной платой, либо любой из печатных плат, содержащихся в многослойной плате, содержащая слоистый пластик, предназначенный для использования в качестве несущей платы для печатной схемы, содержащей слои матричного диэлектрического материала, армированного однонаправленно (UD) ориентированными волокнами, а упомянутые слои уложены в стопу в различных направлениях ориентации при зеркальном отображении относительно плоскости симметрии, отличающаяся тем, что по меньшей мере между каждой парой армированных однонаправленных (UD) слоев армированного материала, имеющих различные направления ориентации, имеется слой связующего материала.

16. Мультичиповый модуль, содержащий слоистый пластик, предназначенный для использования в качестве несущей платы для печатной схемы, содержащий слои матричного диэлектрического материала, армированного однонаправленно (UD) ориентированными волокнами, при этом упомянутые слои уложены в стопу в различных направлениях ориентации при зеркальном отображении относительно плоскости симметрии, отличающийся тем, что по меньшей мере между каждой парой армированных однонаправленных слоев (UD), имеющих различные направления ориентации, имеется слой связующего материала.

17. Гибкая или жесткогибкая плата, содержащая слоистый пластик, предназначенный для использования в качестве несущей платы для печатной схемы, содержащий слои матричного диэлектрического материала, армированного однонаправленными (UD) ориентированными волокнами, при этом упомянутые слои уложены в стопу в различных направлениях ориентации при зеркальном отображении относительно плоскости симметрии, отличающаяся тем, что по меньшей мере между каждой парой слоев армированного однонаправленного (UD) матричного диэлектрического материала, имеющих различные направления ориентации, имеется слой связующего материала.

18. Плата по п.17, отличающаяся тем, что слоистый пластик содержит наружные армированные однонаправленные (UD) слои, параллельные требуемому направлению соединения.

19. Слоистый пластик, имеющий толщину X мкм, предназначенный для использования в качестве несущей платы печатной схемы, содержащий слои матричного диэлектрического материала, армированного однонаправленными (UD) волокнами с титром Yтекс, отличающийся тем, что имеет фактор толщины T = X/Y ниже 5/5 мкм/текс.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к созданию трехмерной электронной аппаратуры

Изобретение относится к способу изготовления композиционного многослойного материала, предпочтительно материала с перекрестной ориентацией армирующих волокон, в соответствии с которым параллельно расположенные волокна покрываются матричным веществом и вместе с предварительно сформированными нетекучими композициями параллельно расположенных волокон или перекрещивающимися системами параллельно расположенных волокон пропускаются через зону дублирования, причем ориентация волокон в соединяемых слоях имеет по крайней мере два направления
Изобретение относится к способу изготовления многослойной платы с печатным монтажом
Изобретение относится к радиоприборостроению и может найти применение при изготовлении печатных плат с элементами проводящего рисунка схемы, работающими на размыкание - замыкание и располагаемыми в любом месте поля платы (тастатура номеронабирателя, контакты плоские, разъемы)

Изобретение относится к электролитическим способам изготовления печатных схем и заключается в избирательном электрохимическом травлении фольгированного диэлектрика при его движении относительно линейного секционного электрод-инструмента

Изобретение относится к области технологии микроэлектроники, в частности, к технологии формирования на подложках тонкопленочных рисунков с помощью лазерного луча и к устройствам, позволяющим реализовать такую технологию

Изобретение относится к способу изготовления композиционного многослойного материала, предпочтительно материала с перекрестной ориентацией армирующих волокон, в соответствии с которым параллельно расположенные волокна покрываются матричным веществом и вместе с предварительно сформированными нетекучими композициями параллельно расположенных волокон или перекрещивающимися системами параллельно расположенных волокон пропускаются через зону дублирования, причем ориентация волокон в соединяемых слоях имеет по крайней мере два направления

Изобретение относится к полупроводниковой микроэлектронике, в частности, к многослойным гибридным интегральным схемам ВЧ, СВЧ и КВЧ-диапазонов

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в технологии изготовления гибридных интегральных микросхем (ГИМС)

Изобретение относится к слоистым пластикам, способу изготовления несущей платы для печатных схем, печатной плате и мультичиповому модулю

Наверх